Дмитрий Пархоменко 
Что такое генотип?
Генотип – это полный генетический состав клетки, организма или животного. Известно, что генотипы у разных людей различаются. Следовательно, нет двух людей с одинаковым генотипом. Таким образом, даже если один локус отличается у двух особей, мы также рассматриваем их как два отдельных генотипа. Более того, генотип – это один из фактических факторов, определяющих внешние, наблюдаемые характеристики человека.
Кроме того, генотип является определяющим фактором выживания человека и его репродуктивного потенциала. Таким образом, это сложная часть эволюционного процесса. Но генотип не определяет все наблюдаемые факторы. Также это видно у монозиготных близнецов с идентичным генетическим составом, но с разными отпечатками пальцев. Кроме того, вся генетическая информация не позволяет предсказать все внешние характеристики человека.
Случайности развития
Вариабельность феноменов развития зависит от многих причин. Наследственность имеет тенденцию уменьшать вариабельность развития, тогда как условия, не связанные с наследственностью, имеют тенденцию ее повышать. Некоторые исследователи развития выделяют четыре типа случайных факторов, которые влияют на вариабельность развития:
- случайности в подборе родительских пар, гены которых слагают генотип индивида;
- случайности эпигенетических (то есть внешних по отношению к генотипу) процессов в пределах индивидуального онтогенеза;
- случайности материнской среды, в которой развивается индивид;
- случайности нематеринской среды, в которой развивается индивид.
Хотя это и случайные события, однако, все они имеют элемент наследственности. Генотип наследуется от родителей, и у потомка с родителями имеются общие гены, которые влияют на ход индивидуального развития. Эпигенетические процессы внутри организма представляют собой влияния других клеток или их продуктов на активность генотипа данной клетки. Поскольку все клетки организма имеют один и тот же генотип, естественно, что эпигенетические влияния связаны с наследственностью. Однако эпигенетические процессы являются стохастическими, открытыми влиянию факторов среды организма и, следовательно, любым историческим случайностям.
Материнская среда млекопитающих является очень важным элементом внешней среды. Матери обеспечивают внутриутробную и постнатальную (уход за младенцем и воспитание) среду ребенка. Понятно, что на эти условия действует генотип матери. Частично же гены матери являются общими с потомком, поэтому материнская среда может наследоваться. Материнская среда также чувствительна к историческим случайностям.
Нематеринские средовые эффекты также влияют на вариабельность развития. Сюда входят факторы, которые выбираются самим индивидом или формируются окружающими людьми, в том числе родственниками, с которыми у него имеются общие гены. Поэтому и эти средовые эффекты в какой-то мере также находятся не только под влиянием случайных средовых событий, но и под влиянием генов, и также наследуются (генотип-средовая ковариация).
Таким образом, в соответствии с приведенной классификацией во всех описанных элементах внешней по отношению к данному индивиду среды имеются механизмы для наследования как генетического, так и негенетического (различные традиции и т.п.).
Естественно, на развитие действуют и ненаследуемые факторы. Это те особенности среды, которые не связаны с изменениями, вызываемыми самим развивающимся индивидом или его родственным окружением. Они могут быть как случайными, так и закономерными. К закономерным можно отнести циклические изменения (смена дня и ночи, смена времен года и т.п.), повсеместные воздействия (гравитация) или предсказуемые факторы (температура, давление). Ненаследуемые факторы присутствуют также в материнской и другой социальной среде (качество питания матери, уровень стресса матери, число и пол сиблингов и др.). Случайно или систематически изменяющиеся средовые события способствуют вариативности развития.
Все внешние по отношению к генам события, которые имеют место в процессе онтогенеза, в совокупности с генетическими факторами создают тот фон, на котором протекает развитие. Благодаря воздействию огромного разнообразия закономерных и случайных событий в онтогенезе, развивающиеся системы могут организовываться и реорганизовываться. Гены делают развитие возможным, но и другие компоненты, влияющие на развитие системы, являются не менее важными участниками процесса развития.
В начале изложения, определяя понятие фенотипа, мы подчеркивали, что фенотип является результатом взаимодействия генотипа и среды, однако в свете того, что было сказано о процессе индивидуального развития, мы должны внести некоторое уточнение в эту формулировку и, наряду с факторами среды, упомянуть о случайностях развития, которые не могут быть сведены к чисто средовым влияниям. Если бы мы попытались графически изобразить зависимость фенотипа от различных факторов, то нам понадобилось бы по крайней мере четырехмерное пространство, в котором, помимо осей для генотипа и среды, обязательно должна была бы присутствовать и ось для случайностей развития.
Генотип и его значение
Значение генотипа заключается в его роли в определении внешних и внутренних черт организма, его способностей и возможностей. Генотип влияет на формирование фенотипа, то есть на внешний вид и свойства организма, которые мы можем наблюдать и измерять.
Генотип определяется комбинацией аллелей, которые являются разными вариантами одного и того же гена. Аллели могут быть доминантными или рецессивными, что влияет на выражение конкретного признака. Например, если у человека есть аллель для карих глаз и аллель для голубых глаз, то карий цвет глаз будет доминантным признаком, а голубой — рецессивным.
| Категория | Описание |
|---|---|
| Генотип | Набор генов, унаследованных от предков, определяющих нашу генетическую информацию |
| Фенотип | Внешний вид и свойства организма, определяемые генотипом и взаимодействием с окружающей средой |
| Аллели | Разные варианты одного и того же гена, влияющие на выражение конкретного признака |
Изучение генотипа позволяет углубленно понять нашу генетическую составляющую и предсказывать вероятность возникновения некоторых генетических заболеваний
Это особенно важно при планировании семьи и принятии важных медицинских решений
Фенотипы человека
Фенотипы человека это характеристики, присущие личности в данный момент времени. Другими словами, это совокупность свойств организма.
Фенотипические признаки
Фенотипические признаки человека это рост, вес, цвет волос, оттенок глаз, тон кожи, а также группа крови. Большинство людей имеют сразу несколько фенотипов: в основном два, но иногда три или четыре
Отдельное внимание стоит уделить генетическим болезням. Зачастую у них есть особенные фенотипические признаки и проявления
Свойства организма также делятся на количественные и качественные. Первые выражают количество, могут изменяться и подсчитываться. Примером количественного признака является масса. Она изменяется в течение жизни, но может подсчитываться.
Качественные же признаки являются словесными характеристиками. Это, например, цвет волос, окрас шерсти или оттенок семян. В общем, это те качества, которые можно описать определениями.
Количественные признаки в отличие от качественных зависят от нескольких генов. При этом они сильнее подвержены влиянию окружающей среды.
Альтернативные признаки это две взаимоисключающие характеристики организма. Например, женский и мужской пол.
При какой форме изменчивости изменяется лишь фенотип
Модификационная или ненаследственная изменчивость трансформация свойств организма под влиянием окружающей среды. По-другому, это можно назвать адаптацией. В данном случае изменениям подвергается лишь фенотип, набор генов остается неизменным.
При этом модификационная изменчивость не может передаваться из поколения в поколение. Существует необратимая и обратимая ненаследственная изменчивость. Пример первой образование шрама на месте царапины. Пример второй загар.
Взаимодействие генотип-среда в процессе селекции
Выше была рассмотрена роль компонентов генетической изменчивости и соотношения генетической и экологической изменчивости в выраженности одного единственного признака. Однако как между отдельными признаками и факторами окружающей среды, так и между генотипом как единым целым (особенно в отношении урожая) и факторами окружающей среды может произойти взаимодействие (VGE), что следует учитывать в ходе процесса селекции.
Создание новых сортов растений – обычно процесс длительный, и селекционный материал подвергается действию факторов окружающей среды на протяжении большого числа лет. На создание и передачу в производство нового сорта однолетних растений в среднем уходит около 10 лет, для многолетних растений – значительно больше.
Начиная с F2, проводят отбор фенотипов, у которых, как ожидается, произойдет рекомбинация генов с проявлением положительных агрономических признаков. Вследствие сильного ежегодного варьирования условий среды один год может быть благоприятным для испытаний на засухоустойчивость, второй – для оценки на устойчивость к низким температурам, третий – для испытаний на устойчивость к болезням и т.д. После 5-6 лет отбора можно ожидать, что материал, выдержавший все эти испытания, обнаружит широкую приспособляемость и она предохранит его от возникновения отрицательного взаимодействия генотип – сезон года. У такого материала трудно, но можно ожидать положительного использования им большинства благоприятных факторов среды, причем совсем не обязательно его урожайность должна быть на самом высоком уровне. Кроме того, вполне возможно, что повторные испытания будут проходить в поколениях расщепления, когда значительная часть материала еще гетерозиготна. Позже, в процессе формирования линий, их отбор проводят даже при отсутствии низких температур, засухи или болезней; лишь при широком использовании этих линий в производстве они обнаруживают ранее неустановленные недостатки.
Поэтому, чтобы не зависеть от нерегулярности лимитирующих факторов окружающей среды, в процессе отбора принято создавать искусственные условия (используя теплицы, фитотроны, лаборатории) и материал в поколениях расщепления, а также первоначально отобранные растения и линии испытывать на устойчивость к низким температурам (в условиях Югославии до -15°С), на засухоустойчивость, устойчивость к болезням и т.д. Для более полной проверки влияния климата и патогенных организмов значительное число селекционных учреждений выращивает материал в расщепляющихся поколениях и проводит отбор по крайней мере в двух различных географических районах, что в немалой степени может заменить сезоны года. Все эти испытания снижают возможность возникновения риска от неблагоприятного взаимодействия генотип – окружающая среда.
О взаимодействии генотип – среда будет более подробно рассказано в главе о приспособляемости и стабильности сортов.
Неопределенность концепции
Некоторые неопределённости имеются в концепции фенотипа. В большинстве своем молекулы и структуры, частью фенотипа хоти и являются, но при этом во внешнем виде организма незаметны. Группы крови человека как раз таки характеризуют данную неопределенность. Именно потому характеристики, обнаруживаемые медицинскими, техническими, или диагностическими процедурами должны составлять расширенное определение этого термина.
Поведение, приобретенное в процессе жизни или даже влияние организма на другие организмы и на окружающую среду, в дальнейшем, могут составить основу радикального расширения. Например, фенотипом генов бобра, согласно Докинзу Ричарду, можно считать резцы бобров, а также их плотину.
Основу эволюции составляет многообразие различных фенотипов. Факторы, от которых зависит их разнообразие, генотип (генетическая программа), мутации-частота случайных изменений и условия среды приведены в такой зависимости:
фенотип = 1) генотип + 2) внешняя среда + 3) случайные изменения
В разных условиях фенотипы иногда сильно различаются. К примеру, на открытом пространстве — развесистые, а в лесу при этом стройные и высокие. Выделим список признаков, которые определяются клинически и являются фенотипическими:
- форма волос
- масса тела
- рост
- цвет глаз
- группы крови
Фенотип выявляется в процессе онтогенеза в данных условиях в результате взаимодействия генотипа и факторов внешней и внутренней среды. В общем случае это то, что можно услышать, ощутить, увидеть (окрас собаки) и поведение животного.
У каждого биологического вида можно заметить фенотип, свойственный только ему, который формируется согласно заложенной в генах наследственной информации. При изменении внешней среды возникает изменчивость — индивидуальные различия. Это происходит из-за того, что от организма к организму состояние признаков колеблется. Фундаментом для генетического разнообразия форм служит изменчивость. Различают фенотипическую и или генетическую изменчивость, а также модификационную или мутационную.
Модификационная изменчивость изменений генотипа не вызывает, она лишь показывает максимальные возможности организма, которому присущ данный генотип. Характеристиками модификационной изменчивости являются количественные и качественные отклонения от исходной нормы, не передающиеся по наследству, а имеющие всего лишь характер приспособительного толка. К примеру, изменение цвета кожи человека из-за воздействия на нее солнечного света или развитие мускулатуры благодаря физическим нагрузкам и т. д.
Норма реакции-это термин, который обозначает в каких пределах варьируется модификационная изменчивость. Итак, мы уяснили, что в результате взаимодействия генотипа и факторов среды формируется фенотип. К потомкам фенотипические признаки от родителей не передаются, а передается наследуется только норма реакции, т. е. характер реагирования на изменение окружающих условий.
Взаимосвязь фенотипа и генотипа
Генотип организма определяет его фенотип. Все живые организмы имеют ДНК, которая дает инструкции для производства молекул, клеток, тканей и органов. ДНК содержит генетический код, который также отвечает за направление всех клеточных функций, включая митоз, репликацию ДНК, синтез белка и перенос молекул.
Фенотип организма (физические черты и поведение) определяются их унаследованными генами. Гены представляют собой определенные участки ДНК, которые кодируют структуру белков и определяют различные признаки. Каждый ген расположен на хромосоме и может существовать в более чем одной форме. Эти различные формы называются аллелями, которые располагаются в определенных местах на определенных хромосомах. Аллели передаются от родителей к потомству через половое размножение.
Диплоидные организмы наследуют два аллеля для каждого гена; один аллель от каждого родителя. Взаимодействие между аллелями определяют фенотип организма. Если организм наследует два одинаковых аллеля для определенного признака, он гомозиготный по этому признаку. Гомозиготные особи выражают один фенотип для данного признака. Если организм наследует два разных аллеля для определенного признака, он является гетерозиготным по этому признаку. Гетерозиготные особи могут выражать более одного фенотипа для данного признака.
Полное, неполное и кодоминирование
Черты могут быть доминирующими или рецессивными. В схемах наследования полного доминирования фенотип доминирующей черты полностью маскирует фенотип рецессивного признака. Имеются также случаи, когда отношения между разными аллелями не проявляют полного доминирования. При неполном доминировании доминирующая аллель полностью не маскирует другую аллель. Это приводит к фенотипу, который представляет собой смесь фенотипов, наблюдаемых в обеих аллелях. При кодоминировании оба аллеля полностью выражены. Это приводит к фенотипу, в котором оба признака наблюдаются независимо друг от друга.
| Вид доминирования | Черта | Аллели | Генотип | Фенотип |
| Полное доминирование | Цвет | R-красный, r-белый | Rr | красный цвет |
| Неполное доминирование | Цвет | R-красный, r-белый | Rr | розовый цвет |
| Кодоминирование | Цвет | R-красный, r-белый | Rr | красно-белый цвет |
Разница между генотипом и фенотипом
Определение
Генотип: Это генетический состав организма.
Фенотип: Это морфология, биохимические и физиологические свойства, поведение и продукты поведения организма.
Наблюдение
Генотип: Генотип можно определить, наблюдая ДНК методами генотипирования.
Фенотип: Фенотип можно определить, наблюдая за внешними признаками.
Зависимость
Генотип: Генотип полностью зависит от последовательностей генов.
Фенотип: Фенотип зависит от генотипа и факторов окружающей среды.
Наследование
Генотип: Он передается по наследству потомству.
Фенотип: Он не передается потомству. Но естественный отбор может изменить генетический состав.
Генотип: Он состоит из всей наследственной информации, которая представляет собой экспрессируемые и подавленные гены.
Фенотип: Он состоит только из экспрессированных генов.
Примеры
Генотип: Гены, отвечающие за цвет глаз, цвет волос, рост и т. Д.
Фенотип: Голубые, зеленые и карие глаза, черные, коричневые или рыжие волосы, разной высоты
Заключение
Фенотип зависит от последовательности его кодирующего гена. Но экспрессия этого гена снова зависит от факторов окружающей среды. Эта измененная экспрессия гена окружающей средой, следовательно, порождает его фенотипы. Если конкретный организм восприимчив к болезни по своей генетической структуре, некоторые симптомы болезни могут быть визуализированы на организме как фенотипы. Таким образом, болезнь можно идентифицировать с помощью физиологических или даже биохимических наблюдений. Следовательно, ключевое различие между генотипом и фенотипом заключается в различиях характеристик организма.
Ссылка: 1. “Генотип”. Википедия, бесплатная энциклопедия, 2017. По состоянию на 20 февраля 2017 г.. «Генотип». Learn Science at Scitable, Nature Education, 2014. По состоянию на 20 февраля 2017 г. «Фенотип». Википедия, бесплатная энциклопедия, 2017 г. Дата обращения 20 февраля 2017 г. 4. «фенотип / фенотипы». Learn Science at Scitable, Nature Education, 2014. По состоянию на 20 февраля 2017 г.
Изображение предоставлено: «Площадь Пеннета, Mendel flowers.svg». Автор Madprime – собственная работа (CC-BY-SA-3.0) через Commons Wikimedia «Фенотипы Digitalis purpurea» Матеус С. Фигейредо – (Файлы: Digitalis purpurea 003.jpg, Digitalis_purpurea_Linnaeus, _1753_6.jpg, Digitalis purpurea Digital LC0118.jpg, -stora_hultrum.sweden-41.jpg (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
Фенотипология
Фенотипология – это относительно новая наука, которая способна провести экспресс-диагностику характера человека по его внешним признакам.
Смело можно заявить, что фенотип – это внешность генетики. Человек, который освоит фенотипологию, может быстро и легко прочитать на лице человека многие его личностные особенности, характер.
Фенотипология – это «мощное оружие», которое пригодится каждому человеку в деловой отрасли, продажах, воспитании и т.д.
Фенотипология — это наука, которая говорит о взаимосвязи психофизиологических и психофизических характеристик в поведении человека, основываясь на индивидуальных признаках фенотипа личности.
Фенотип – это все признаки биологического индивида в конкретный момент его жизни. Формирование происходит при участии генотипа под влиянием окружающей среды. Таким образом, фенотип является различной реализацией генотипа в каждом конкретном случае.
Автором фенотипологии Марком Лучини были выделены около 140 основных признаков фенотипа. Различные специалисты насчитывают их до 10 в 30 степени. Это свидетельствует о том, что каждый человек является индивидуальной личностью. Теперь можно смело сказать, что соотношение фенотипов может быть различным.
Полным комплексом навыков и знаний по фенотипологии можно овладеть за учебный курс от 30 до 55 академических часов.
Что такое генотип? А фенотип?
Мы подготовили подборку отличий обоих понятий в виде ключевых моментов, но считаем интересным (и важным) в контексте определить, что именно является генотипом, а что фенотип живого существа.Таким образом, их различия станут очень ясными. Давайте начнем.
Генотип: что это такое?
Генотип — это, вообще говоря, генетическая информация, которой обладает живое существо в виде ДНК (хотя некоторые вирусы могут иметь ее в виде РНК, но это исключение). Другими словами, генотип живого существа — это набор генов в его геноме
В этом смысле генотип представляет собой совокупность генов организма. В случае человека наш генотип будет набором из 30 000 генов, присутствующих в каждой из наших клеток, каждый из которых имеет свои вариации и полиморфизмы, которые делают всех нас уникальными на генетическом уровне.
Эти гены организованы в так называемые хромосомы, каждая из которых представляет собой высокоорганизованную структуру, содержащую большую часть нашего генетического материала. вместе с белками и другими молекулами, придающими стабильность.У человека 23 пары хромосом.
И именно в этих 46 хромосомах, присутствующих в ядре наших клеток, скрывается наш генотип. Этот генотип, представляющий собой последовательность генов (каждая из частей ДНК, кодирующих определенный клеточный процесс) нашего генома, подобен инструкции.
В этом рецепт того, что мы есть. Или, скорее, того, чем мы можем быть и чем мы не можем быть. И дело в том, что гены генотипа, чтобы иметь влияние на физиологическом уровне, должны быть выражены в виде белков.
Но все ли гены нашего генотипа выражены? А те, кто самовыражаются, всегда ли они делают это с одинаковой интенсивностью? Нет. И в этом магия генетики. Экспрессия генов — невероятно сложный мир, но достаточно понимать, что в зависимости от внутренних и внешних условий (окружающей среды), воспринимаемых нашими клетками, регуляторные гены будут координировать экспрессию (или замалчивание) и интенсивность указанной экспрессии. наших генов..А когда выражен генотип, мы перестаем говорить о генотипе и начинаем говорить о фенотипе.
Фенотип: что это такое?
Фенотип, вообще говоря, представляет собой набор физиологических характеристик, которые организм представляет в результате генетической экспрессии, модулируемой окружающей средой и внутренними условиями организма. Другими словами, является результатом взаимодействия между генотипом и окружающей средой Это набор наблюдаемых признаков особи, полученных в результате избирательного выражения ее генотипа.
В этом смысле фенотип человека определяется выражением его генотипа в зависимости от окружающей среды, которой он подвергается. Окружающая среда формирует наше генетическое выражение. И в зависимости от того, что происходит вокруг нас, одни гены замолкают, а другие активируются, формируя, таким образом, то, кто мы есть.
Фенотип – это набор наблюдаемых признаков, которые обусловлены регулируемой экспрессией генов в зависимости от окружающей среды и проявляются в не только на физическом, но и на поведенческом уровне. Как мы видели, генотип — это ингредиенты. Фенотип – это блюдо, которое мы получаем после того, как его приготовила среда (шеф-повар).
Следовательно, вы фенотип. Или, скорее, набор многих фенотипических признаков. Вы не генотип. Вы не результат суммы генов. Вы являетесь результатом того, как эти гены взаимодействуют с окружающей средой, и следствием того, что одни активируются, а другие замолкают.
Это объясняет, почему два однояйцевых близнеца, несмотря на одинаковый генотип (у них одинаковые гены), с разным генетическим выражением, не совсем идентичны. Отличаются и их фенотипы, прожив разные жизни. У всех нас есть уникальный фенотип
